INSTITUT FÜR INFORMATIK Entwurf und Implementierung - Ludwig ...

3.3 Entwurf des Analyseprogrammes SeizureAnalyzer
Für den Einsatz in Online-Verfahren wurde ein grundlegendes Vorhersagesystem entwickelt,
welches als Zustandsmaschine entworfen ist. Dies ermöglicht eine explizite
Denition des gewünschten Verhaltens, wie das Vorhersagesystem auf eintretende Signale
wie Alarme oder Anfälle zu reagieren hat. Als weiterer Sicherheitsaspekt ist
daher kein Übergang in einen undenierten Zustand möglich. Der Entwurf des Vorhersagesystems
wird im folgenden Abschnitt beschrieben.
Zur Anwendung, Optimierung und Überprüfung verschiedener Arten der Vorhersage
wurden Klassen entworfen, welche das Interface PredictionAnalyzer realisieren. Durch
eine entsprechende Änderung der Konguration des Programms kann dann ausgewählt
werden, welche Vorhersageart bzw. welche Klasse benutzt werden soll.
3.3.5.1 Entwurf des Vorhersagesystems als Zustandsmaschine
Die Kernkomponente der Online-Vorhersage ist die Klasse PredictionSystem (siehe Abbildung
3.4), welche das Vorhersagesystem als Transitionssystem modelliert. Es wird
eingesetzt, um auf Ereignisse und Signale, die bei der Analyse der Daten eintreten, anhand
des aktuellen Systemzustandes zu reagieren. Im Gegensatz zur herkömmlichen
Art der Verarbeitung kommt dies einer Online-Analyse nahe, bei der aufgrund laufend
erhobener Daten in Echtzeit Zustandsübergänge ausgelöst werden. Dabei treten
folgende Ereignisse ein:
ˆ alarm: Durch die Überschreitung eines Schwellwertes ausgelöster Alarm.
ˆ seizure: Beginn eines epileptischen Anfalls des Patienten.
ˆ Zeitüberschreitung: Ausgelöst durch Ablauf eines denierten Zeitfensters
(im Diagramm mit after() gekennzeichnet)
Als Zustände sind deniert:
ˆ InterIctal: Der Ruhezustand zwischen Anfällen.
ˆ PreIctalSPH: Zustand nach Auslösung eines Alarmes während des Interventionszeitraums
SPH .
ˆ PreIctalSOP: Akuter Alarmzustand, während dessen mit einem Anfall gerechnet
werden muss.
ˆ PostIctal: Zustand nach einem Anfall.
29